Hilft Ihnen ein 700c-Rad dabei, schneller zu fahren?

Jemand schlug vor, mit einem 700c-Rad schneller zu fahren, und nachdem ich darüber nachgedacht habe, frage ich mich, ob ein größeres Rad tatsächlich schneller fährt. Ich verstehe, dass Ihre Zahnräder dazu führen, dass sich ein Rad einmal dreht, und wenn das Rad einen größeren Umfang hat, bewegt es sich weiter, aber dies kostet die Beinkraft und warum nicht einfach ein größeres Kettenrad? Also schneiden Sie die Zahnräder und so aus und sprechen Sie über die Physik.

Ich wurde zu der Überzeugung gebracht, dass rotierendes Gewicht Sie verlangsamt, sodass ein größeres Rad mehr Masse hat, was das Schieben erschwert und Sie somit verlangsamt. Ein Fahrrad mit 12-Zoll-Reifen, das die gleiche Geschwindigkeit wie ein 700c-Reifen hat, hat weniger Rotationsgewicht, ist es also effizienter? Wenn Sie sich auf einer flachen Strecke mit dünnen, harten Reifen befinden und Ihre Fahrräder so ausgelegt sind, dass sie gleichermaßen effizient in die Pedale treten Welches Rad macht Sie bei niedrigen und hohen Geschwindigkeiten schneller?

Das erhöhte Gewicht des größeren Rades (falls es tatsächlich zunimmt) erhöht natürlich das Gewicht des Fahrrads, aber zusätzliches Gewicht erhöht den Rollwiderstand sehr (obwohl es natürlich das Bergsteigen beeinflusst).

Es ist ein Mythos, dass "rotierende Masse Sie verlangsamt". In Bezug auf die Höchstgeschwindigkeit gibt es keinen Unterschied zwischen dem Gewicht auf der Felge und dem Gewicht irgendwo anders auf dem Fahrrad. Zusätzliches Gewicht auf der Felge verringert zwar die Beschleunigung, aber 10 Gramm auf der Felge haben nur die beschleunigungsbegrenzende Wirkung von 20 Gramm an anderer Stelle - es reicht nicht aus, dies zu bemerken. (Und sobald Sie beschleunigt haben, um zu beschleunigen, verschwindet dieser Effekt.)

Ein größeres Rad kann mit weniger Energieverbrauch über leichte Unregelmäßigkeiten auf der Straße fahren und daher unter bestimmten Umständen effizienter (und weniger anstrengend) sein. Und ein größeres Rad ist im Allgemeinen stabiler (allerdings auf Kosten der Manövrierfähigkeit).

Die Radgröße ist ein Kompromiss. In gewisser Weise möchten Sie, dass das Rad so klein wie möglich ist, in anderer Hinsicht möchten Sie, dass das Rad so groß wie möglich ist. Es gibt wirklich keine "richtige" Größe, außer dass es praktisch ist, die gleiche Größe wie alle anderen zu haben, sodass die Standards gestiegen sind.

Der Vorteil eines kleineren Rades ist, dass sie billiger sind (weniger Materialien, um sie herzustellen), weniger Luftwiderstand haben (weil Sie näher am Boden sind), der Fahrer selbst näher am Boden ist (und daher leichter zu kontrollieren ist) Fahrrad) und sie sind leichter. Das letzte ist ein großes Problem, weil sich das Rad dreht, was komplexe Kräfte erzeugt, die ich nicht erklären werde ... aber es reicht zu sagen, dass die Räder der wichtigste Ort auf dem gesamten Fahrrad sind, um das Gewicht und das Gewicht des Rades zu reduzieren Dies wirkt sich dramatisch auf Ihre Fähigkeit aus, die Richtung des Fahrrads zu ändern, während sich das Rad dreht.

Der Vorteil eines größeren Rads besteht darin, dass der Winkel des Reifens beim Auftreffen auf eine Unebenheit besser ist und die Unebenheiten Sie daher nicht so stark verlangsamen. Viele der Vorteile eines kleinen Rads (z. B. das Halten des Fahrers näher am Boden) werden erst ab einer bestimmten Größe zu einem Problem. Jeder, der jemals ein Skateboard oder Rollerblades gefahren ist, wird auf eine winzige Beule hinweisen, die Sie mit kleinen Rädern auf Ihren Spuren aufhalten kann.

Zusammenfassend möchten Sie, dass Ihr Rad so klein wie möglich ist ... aber nicht so klein, dass Unebenheiten Sie verlangsamen. Ein BMX ist viel einfacher herumzuwerfen, wenn man Stunts macht, aber ohne eine perfekt glatte Oberfläche wird es nie schnell gehen (ich habe einmal einen BMX mit hohem Getriebe gefahren ... es war sehr anstrengend, mitzuhalten mit jemandem auf einem typischen Erwachsenenrad)

Autos haben eine gute Federung, so dass sie mit kleineren Rädern davonkommen können. Beachten Sie jedoch, dass Offroad-Motorräder / Autos tendenziell größere Räder haben, was die Leistung auf der Straße beeinträchtigt, damit sie besser mit Unebenheiten umgehen können (Sie können das zusätzliche Gewicht der Räder eines Offroad-Motorrads wirklich spüren, insbesondere über 50 km / h). Selbst wenn Sie auf Reifen umsteigen mit tieferem Profil ändert sich die Handhabungseigenschaften von mir vollständig).

Am Ende des Tages sollten Sie sich jedoch an das gängigste Rad halten, da es nur praktischer ist. Sie haben mehr Auswahl und bessere Preise beim Kauf von Reifen / Schläuchen / usw., und die Standardgrößen sind vollkommen in Ordnung.

Geht ein 700c-Rad schneller? Hmmmm ...

Es ist schwierig, eine endgültige Antwort auf diese Frage zu geben, da Sie mit vielen Variablen zu kämpfen haben.

Nehmen wir an, dass beide getesteten Räder die gleiche Masse haben.

Nun, ein 700c-Rad bezieht sich typischerweise auf ein Rennrad, das eine sehr hohe Inflationsrate und ein dünnes Profil haben wird. Beide Elemente ermöglichen einen sehr kleinen Kontaktpunkt auf der Straße (Fußabdruck). Je kleiner der Platzbedarf ist, desto weniger Straßenwiderstand haben Sie und desto einfacher ist es, das Rad entlang der Straße zu bewegen.

Wenn es einfacher ist, das Rad entlang der Straße zu bewegen, können Sie eine effizientere Kraftübertragung auf das Rad erzielen. Wenn Sie einen höheren Wirkungsgrad haben, verschwenden Sie weniger Energie und haben mehr Energie, um länger schneller zu fahren. Ausgehend von der alleinigen Annahme, dass das vorherige Rad eine größere Stellfläche als das 700c-Rad hat, würde ich sagen, dass das 700c-Rad tatsächlich eine größere Wahrscheinlichkeit hat, schneller zu fahren.

Betrachten wir nun beide Räder vom Standpunkt des Trägheitsmoments (MoI). Dies ist die Kraft (Drehmoment), die erforderlich ist, um die Drehzahl zu erhöhen oder zu verringern.

Wenn beide Räder eine Masse von 1 kg haben und das 700c-Rad einen Radius von 311 mm hat, wird das Trägheitsmoment mit etwa 9,6 kg m 2 berechnet. Wenn wir das mit einem BMX-Rad vergleichen, das die gleiche Masse und den gleichen Platzbedarf hat (ja, ein dünner BMX-Reifen?! Lassen Sie uns das Beispiel einfach betrachten) und einen Radius von 203 mm haben, erhalten wir 4,1 kg m ^ 2, um es zu ändern Geschwindigkeit. Moment of Interia Rechner

Theoretisch sollte das BMX-Rad viel schneller fahren können, da es viel weniger Energie benötigt, um seine Winkelgeschwindigkeit zu erhöhen. Das Problem ist, was es ermöglicht, so schnell beschleunigen zu können, ist ein zweischneidiges Schwert, weil es auch ermöglicht, es genauso leicht zu beschleunigen.

Da wir nicht im Staubsauger fahren, müssen wir sowohl mit Windwiderstand als auch mit Straßenwiderstand kämpfen. Während es weniger als die Hälfte der Energie benötigt, um das BMX-Rad auf Geschwindigkeit zu bringen, wirken die Gegeneffekte des Wind- und Straßenwiderstands mehr als doppelt so stark wie die des 700c-Rads, um Sie zu verlangsamen. Denken Sie auch daran, dass die Kraft aus dem Luftwiderstand aus dem Quadrat Ihrer Geschwindigkeit berechnet wird. Je schneller Sie fahren, desto exponentieller wird der Luftwiderstand, den Sie überwinden müssen. Wenn Sie dachten, dass Sie nur fetter werden, um den Unterschied auszugleichen, denken Sie noch einmal darüber nach.

Es ist ein Kompromiss. Möchten Sie in der Lage sein, sehr schnell auf Geschwindigkeit zu sprinten, aber ist diese Geschwindigkeit genauso schnell abgelaufen? Oder möchten Sie in der Lage sein, Ihre Geschwindigkeit über größere Entfernungen zu halten, mehr Aufwand zu betreiben, um auf dem neuesten Stand zu sein, aber auf lange Sicht mit weniger Aufwand zu halten? Wie die Schildkröte und der Hase ... wenn das Rennen kurz ist, gewinnt der Hase jedes Mal. Machen Sie es länger und der Hase brennt sich aus.

Wenn Sie die Auswirkungen der Massenverteilung auf das Drehmoment eines Rads untersuchen möchten, überprüfen Sie den Trichter auf die Trägheit eines dickwandigen Reifens. Sie werden sehen, wie sich eine Annäherung der Masse an den Hub auf das MoI auswirkt.

Hoffe das hilft.

Wenn Sie sich auf einer flachen Strecke mit dünnen, harten Reifen befinden und Ihre Fahrräder so ausgelegt sind, dass sie bei niedrigen und hohen Geschwindigkeiten gleichermaßen effizient treten können, welches Rad macht Sie schneller?

Die Liegeräder, die bei Geschwindigkeitstests mit menschlichem Antrieb sehr gut abschneiden, haben tendenziell kleinere Räder, damit sie so tief wie möglich auf den Boden gelangen und ein kleines Windprofil beibehalten können.

Es liegt aber nicht daran, dass das Rad kleiner ist. Eine Sache, die Sie beachten sollten, ist, dass Räder mit kleinerem Durchmesser tendenziell breiter werden, so dass Sie eine Kontaktfläche mit angemessener Größe für Kurven und Bremsen erhalten. Dies kann einen aerodynamischen Gewinn ausgleichen. Der aerodynamische Gewinn ergibt sich aus der Verkürzung des gesamten Fahrrads (wie bei einem Liegerad). Wenn Sie das Rad dicker als den Rahmen machen müssen, fügen Sie tatsächlich das Windprofil hinzu.

Die Hauptargumente für große Räder von der Strecke sind

• Kleinere Räder sind auf unebenen Straßenoberflächen schlechter - stellen Sie sich ein Rad vor, das auf ein Schlagloch trifft, das tiefer als der Radius des Rads ist - Sie werden endo.

• Kleinere Räder haben ein geringeres Luftvolumen, verhalten sich also nicht so gut wie Stoßdämpfer.

Rotierendes Gewicht verlangsamt Sie nicht. Es hat einen Schwungradeffekt, dh bei einem bestimmten Gewicht ist die Tendenz, sich mit der aktuellen Geschwindigkeit weiter zu drehen, umso größer, je größer das Rad ist. Wenn die aktuelle Geschwindigkeit 0 ist, bedeutet dies, dass Sie härter arbeiten müssen, um sie zu überwinden (dh die Beschleunigung ist härter). Das bedeutet nicht, dass das Rad immer langsamer wird.

Wie von anderen betont, fahren kleinere Räder relativ schlecht über Unebenheiten (was viel Energie verbraucht). Alex Moulton, einer der wenigen Hersteller von Rennrädern mit kleinen Rädern, setzt zum Ausgleich Federung ein. Die Federung wiegt mehr als größere Räder.

Kleinere Räder können auch andere zusätzliche Verluste haben. Ich kann spekulieren, dass die Art und Weise, wie sich der Gummi im Reifen auslenkt, wenn er auf den Boden rollt, eine höhere Hysterese aufweist.

Wird das nicht eine Henne-Ei-Sache? Da 20-Zoll-Räder schneller beschleunigen als ein großes Rad, aber größere Räder ihren Schwung länger beibehalten, sollten sich die Vorteile über eine bestimmte Straßenstrecke mit Steigungen, Kurven und Abfahrten gegenseitig aufheben. Wenn Höchstgeschwindigkeit Ihr Ziel ist, ist der größere Raddurchmesser meiner Meinung nach schneller, aber auf Kosten eines schlechteren Fahrverhaltens in den Kurven.

Unter der Annahme, dass die Reifenbreiten gleich sind, werden Sie mit einem größeren Reifen schneller fahren. Eine Umdrehung einer Achse mit einem Reifen mit einem Umfang von 4 Fuß bewegt sich 4 Fuß, während eine Umdrehung einer Achse mit einem Reifen mit einem Umfang von 6 Fuß 6 Fuß zurücklegt. Außerdem müsste der Fahrradfahrer des 4-Fuß-Reifens das 1 & 1/2-fache der Anzahl der Pedalumdrehungen treten, damit der 4-Fuß-Reifen die gleiche 6-Fuß-Strecke wie der 6-Fuß-Reifen zurücklegen kann als Fahrradfahrer des 6-Fuß-Umfangsreifens. Der größere Reifen (wir sprechen hier nur von CIRCUMFERENCE) legt mit jeder Umdrehung der Achse eine größere Strecke zurück. Stellen Sie sich vor, Sie drehen ein Skateboardrad um eine Umdrehung (die "Achse" dreht sich einmal) und drehen das Rad / die Achse eines Monstertrucks nur einmal.